孟津电厂脱硫项目的工程设计特点.pdf

孟津电厂脱硫项目的工程设计特点 汪 涛 1 林 炜 2 1. 南方环保工程有限公司, 杭州 310006;2. 蓝天环保设备工程有限公司, 杭州 310012 摘要 针对孟津脱硫项目无旁路烟道, 场地规划小的特点, 从主机、工艺、设备、运行等角度全面设计提高该脱硫项目的 设计可靠性, 以更好的适应主机的运行需要, 对于无旁路烟道的脱硫设计提供了一些很好的设计思路, 同时建议对于 脱硫装置中有干磨系统的设计应更加慎重, 特别是在小场地项目中, 需要预留出足够的规划场地。 关键词 烟气脱硫; 无旁路烟道; 干磨系统; 设计 E N G I N E E R I N GD E S I G NO FME N G J I NP O WE RP L A N TD E S U L F U R I Z A T I O NP R O J E C T Wa n gT a o 1 L i nWe i2 1.S o u t h e r nE n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o nE n g i n e e r i n gC o . , L t d , H a n g z h o u310006, C h i n a ; 2.L a n t i a nE n v i r o n m e n t a l E q u i p me n t E n g i n e e r i n gC o . , L t d , H a n g z h o u310012, C h i n a Ab s t r a c t T h eMe n g j i nd e s u l f u r i z a t i o np r o j e c t f e a t u r e sn ob y p a s sf l u ea n dv e r yl i m i t e dl a n dp l a n n i n g .T h ep r o j e c t r e l i a b i l i t y w a si m p r o v e db yt h ef u l a n ds y s t e m i c a l d e s i g n i n go f b o i l e r , d e v u l c a n i z i n gp r o c e s s , d e v i c e , a n do p e r a t i o n , t om e e t t h eo p e r a - t i o nr e q u i r e me n t so f b o i l e r .S o m ed e s i g ni d e a s w e r ep r e s e n t e df o rt h ed e s u l f u r i z a t i o np r o j e c t w i t hn ob y p a s s f l u e .A l s oi t w a s s u g g e s t e dt h a t t h ed e s i g no f t h es y s t e mw i t hd r ym i l l s h o u l db em o r ec a r e f u l l y , e s p e c i a l l yi nav e r yl i m i t e dl a n dp l a n n i n g . Ke y wo r d s f l u eg a sd e s u l f u r i z a t i o n ;n ob y p a s sf l u e ;d r ymi l l s y s t e m ;d e s i g n 1 概述 孟津电厂是台塑集团在河南洛阳投资建设的发 电工程 ,一期工程新建 2 600 M W机组。机组的烟 气脱硫工程由南方环保工程有限公司总承包, 采用石 灰石 - 石膏法烟气脱硫装置, 以及一炉一塔的方案。 该工程的设计情况主要有如下的特点 1 该机组脱硫装置不设置旁路烟道。 2 不设 G G H g a s g a s h e a t e r ,气气换热器 ,烟气 直接通过烟囱排放。 3 脱硫装置与主机共用增压风机, 不单独设置 脱硫增压风机。 4 工程场地较小 , 规划面积 178 m 84 m , 该范 围内需要建设脱硫岛的所有功能 包括脱硫 、 石膏脱 水和废水处理、 石灰石堆放和制浆等 。特别是为了 考虑二期脱硫的需要, 其脱水系统考虑 4台脱水机, 并预留 100 t /h 脱水机空间 , 制粉系统采用 2 台 60 t /h 干式磨机 。以上设计条件对总图的设计工作 提出了较高的要求。 孟津电厂脱硫装置的设计中规划面积小、机组脱 硫运行无旁路烟道是两个突出的设计难点 ,对于无旁 路烟道的脱硫运行需要认真对待的问题 。预计到 2010年 ,全国燃煤发电机组将增加到 7 10 5 M W, 发 电用煤将达到 16亿 t , 全国燃煤产生的 S O2将达到 3 600万 t , 其中燃煤电厂产量将达到 2 600万 t 左 右 [ 1] ,高于全国 S O2平均增幅, 因此新建机组同步安 装脱硫装置 、 取消旁路烟道是有效控制 S O2的必然选 择 。然而脱硫装置作为一套较为全面的独立系统 ,其 运行的可靠性受多方面的因素影响, 某些很小的环节 也可能造成系统的停运, 导致锅炉降负荷运行, 严重 时甚至造成主机停机的重大损失 。所以取消旁路烟 道脱硫的设计也必须是一个系统的设计过程, 同时, 还要考虑到设备本身的可靠性和运行过程甚至燃煤 供应可靠性的因素。 孟津电厂脱硫装置主要的设计参数见表 1。 2 主要设计特点 2. 1 无旁路设计 该脱硫装置无旁路烟道的情况, 对脱硫岛设计的 安全性 、 可靠性提出了更高的要求, 因此电厂主机和 68 环 境 工 程 2010年 2月第 28卷第 1期 表 1 孟津电厂脱硫装置主要设计参数 项目参数 机组容量 /M W2 600 烟气量 / m 3 h- 1 1 900 000 设计煤质, 湿烟气, O2为 6 S O2进口浓度 / m g m- 3 3 886 S O2排放浓度 / m g m- 3 143 进口温度 /℃121 引风机 风机数量 每个机组 /台2 每台风量 / m 3 h- 1 1 693 620 全压 /P a6 459 介质温度 /℃123 m a x . 133 脱硫效率 / 95 进口含尘量 / m g m- 3≤50 脱硫岛的设计都采取一些针对性的措施。 首先对电厂主机进行配套设计 。电厂除尘器采 用知名厂家的产品, 同时电除尘器采用 5电场 1个 备用电场 , 保证了电除尘器的使用可靠性 , 使得进 入脱硫装置烟气中的烟尘含量稳定, 保证脱硫装置的 稳定运行。电厂烟囱采用两台锅炉共用一座混凝土 外筒烟囱,烟囱内筒直径为 7 m ,高度为 240 m , 烟囱 内筒采用钛板贴合防腐措施 ,保证烟囱对脱硫尾气的 抗腐蚀能力 。 2. 2 烟道系统的设计 塔内和塔后烟道采用耐高温鳞片 最大烟温 180 ℃通过 1 h 以上 ,保证在空预器故障、浆液循环 泵停运的情况下鳞片的短时耐温能力 。烟道膨胀节 采用 V i t o n B 材质 , 以保证最大烟温 180 ℃通过 1 h 以上。 2. 3 吸收塔的设计 吸收塔采用空塔喷淋模式, 设计在原设计煤种基 础上考虑了一点余量 ,以保证锅炉长期运行中可能出 现的高含硫煤质情况下脱硫装置能够正常运行 ,保证 锅炉出力。吸收塔采用 6台侧进式搅拌器 ,搅拌器电 源进入保安电源 ,保安电源负荷按照 4台运行考虑, 保证了脱硫装置停电的情况下每座塔有 4台搅拌器 能工作 ,保证塔内的浆液不沉淀, 提高了吸收塔运行 的可靠性 。吸收塔循环泵 4台, 对应 4层喷淋层, 设 计略有余量 ,满足锅炉长期稳定运行的条件, 塔内安 装好合金托盘的支架并预留合金托盘的空间保证后 续提高脱硫能力及效率的手段。吸收塔地坑泵采用 一用一备的配置 。将除雾器冲洗水泵电源进入保安 段 ,以保证在浆液循环泵停运的情况下 ,除雾器冲洗 水泵能工作降低塔内的温度,防止塔内鳞片受到高温 损坏。 2. 4 供浆系统设计 每座吸收塔有两路互为备用的制粉供浆系统 共用一个石灰石浆液箱 , 每个塔单独一个石灰石 浆液箱供浆 ,以保证供浆的可靠性。石灰石浆液箱搅 拌器电源进入保安段 ,以保证在脱硫岛停电的情况下 制浆供浆系统的安全运行。石灰石浆液箱预留一路 N A O H 接口 ,防止制浆系统出现紧急故障情况下, 能 够直接采用 N A O H 溶液脱硫 。 2. 5 脱水系统设计 每套脱硫系统设置一用一备两台脱水机, 对于单 套系统的脱水实现了备用, 提高了脱水系统的可靠 性 。石膏排浆泵出口至旋流器管路采用铸石管 ,提高 管道的耐磨性能 ,保证石膏浆液管道的运行可靠性 。 通过以上几方面的设计,全面提高了脱硫装置设 计的可靠性 ,更好的适应了与主机同步运行的要求 。 3 合理进行总平布置 总平布置方面我们将整个脱硫区域划分成为脱 硫区 、 脱水及废水处理区、吸收剂制备区三个区。由 于场地限制 ,设备布置尽量往空中发展 ,特别是吸收 剂制备区中干式磨机系统设备多 、 占地较大, 给布置 带来了很大困难 。经过多次优化 ,将制粉系统的袋式 除尘器 、 粉仓、 石灰石浆液箱等设备集中布置在一个 竖向空间当中 系统立面布置见图 1 , 这样流程设计 简单, 袋式除尘器收集的合格石灰石粉, 直接进入 石灰石粉仓, 减少了中间运输设备 ,节约了布置空间 。 图 1 干磨制粉系统立面布置示意 下转第 39页 69 环 境 工 程 2010年 2月第 28卷第 1期 2 物理吸附和化学沉淀除磷作用 实验室小试 和现场扩大试验均显示了本研究的新型除磷剂能有 效降低水体中磷的含量,做到从源头上控制藻类的繁 殖 。其除磷的主要机理在于新型除磷剂是一种镧系 化合物的改性土壤产品,其改性过程中的镧与水体中 的磷进行有效的化学反应并生成不溶于水的沉淀化 合物; 同时改性黏土由于含有 M g 、F e 、C a 、A l 等化合 物 ,因此其也具有较好的絮凝效果 , 从而具备较好的 除磷作用。 3 底泥覆盖作用 为有效防止水体底泥中的污 染物重新释放到水体中带来的二次污染问题, 新型除 磷剂在沉降到水体的底部后能在底泥的表面形成一 层约5 m m 厚的底泥保护覆盖层 ,从而切断底泥中的 污染物重新释放到水体中, 有效避免了二次污染, 保 证了经新型除磷剂处理后的水体在相当长的一段时 期内水质维持在较好状态 。 4 结论 实验室小试和滇池现场扩大试验结果表明 ,新型 除磷剂对滇池含藻水体具有明显的降藻、控藻的作 用 ; 对水体中的磷具有很好的去除效果 ; 同时对水体 中的其他污染物也有一定的去除作用 。不论是实验 室小试还是现场扩大试验均表明经新型除磷剂处理 后 ,水体藻类含量明显减少 ,水体透明度增加, 水质状 况有较大改善。因此 ,本研究认为新型除磷剂的开发 可为湖泊富营养化污染治理提供一个新的方向 。 参考文献 [ 1] 赵章元. 用综合除藻法治理滇池蓝藻污染 [ J ] .环境保护, 2000 5 12- 14. [ 2] 林毅雄, 闫海, 刘秀芬, 等. 滇池铜绿微囊藻对重金属的富集和 氨基酸含量的变化 [ J ] . 环境污染治理技术与设备, 2003, 4 3 39- 41. [ 3] 周群英, 王士芬, 吴星五.微电解杀藻研究 [ J ] . 上海环境科 学, 1998, 17 1 28- 29. [ 4] 连民, 俞顺章. 蓝绿藻的生态学研究进展[ J ] . 上海环境科学, 2001, 20 3 127- 130. 作者通信处 刘云根 650224 云南省昆明市白龙寺西南林学院环 境科学与工程系 E - ma i l h e n r y l i u 1008163. c o m 2009-02-23 收稿 上接第 69页 但是布置高度达到了 53. 85 m , 必然导致干磨制粉系 统的循环风机阻力增大,这种布置对于施工和运行的 经济性势必造成一定的影响。 4 总结 在孟津电厂脱硫装置项目中, 我们通过从主机、 工艺、设备、运行等角度出发 , 较为全面的采取措施, 提高了无旁路烟道脱硫项目设计的可靠性 ,使脱硫系 统更好的适应主机的要求。但是在提高脱硫运行可 靠性的同时 ,无形中使得装置的工程造价必然提高, 有些设计由于价格原因导致没能实现 ,如原设计除雾 器采用 F R P 材质以保证最大烟温 180 ℃通过 1 h 以 上 ,后由于价格和其他因素, 而改用通过保证除雾器 冲洗水的可靠性来保证设备的安全性 。在经济性和 可靠性选取最优点,必然成为同类工程中需要重点研 究的问题。 由于通常的脱硫项目中采用湿式磨机的方案较 多 ,对于采用干磨的配置方案相对较少 ,针对本项目 脱硫场地规划偏小的特点, 建议脱硫设计中, 特别是 采用干磨制粉系统的时候 ,需要注意规划场地的合理 性 ,以保证脱硫场地的布置能够做到布局合理, 便于 施工, 运行方便, 费用较低 。 参考文献 [ 1] 国家发展和改革委员会, 国家环保总局. 国家酸雨和二氧化硫 污染防治“十一五”规划[ S ] . 2008. 作者通信处 汪涛 310006 浙江省 杭州市朝晖路 203号深蓝广 场写字楼 14F 南方环保工程有限公司 E - ma i l w t w x f s o h u . c o m 2009-02-26 收稿 39 环 境 工 程 2010年 2月第 28卷第 1期